cbuil

Mesure du champ magnétique solaire avec Sol'Ex

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Un sujet un peu technique, qui éloigne un peu de la prise d'image proprement dite (encore que), mais qui concerne pleinement l'observation du disque solaire, plus précisément son champ magnétique au travers de l'effet Zeeman.

 

J'ai bien sur utilisé Sol'Ex. Il n'y a aucune modification a réaliser sur cet appareil, simplement visser sur le coulant 31,75 mm (interface lunette), et dans l'ordre, une lame quart d'onde puis un filtre polarisant classique. La lame quart d'onde est en fait ici une mince pellicule sur support en acétate que l'on découpe avec une paire de ciseaux et qui ne coûte que quelque dizaines d'euros chez Edmund Optics. La fonction de ce composant est de déphaser un plan de l'onde de 1/4 de la longueur d'onde par rapport au plan perpendiculaire. Un filtre polarisant complète le dispositif (j'ai utilisé un modèle 1 pouce de chez Baader, mais pour encore moins cher, vous avez la même chose chez Edmund, avec toujours un découpage au ciseau à la dimension que l'on souhaite.

 

L'ensemble forme un détecteur de la polarisation circulaire, un type de polarisation qui affecte les raies spectrales en présence d'un champ magnétique (effet Zeeman). Ce polarimètre permet d'éteindre l'une ou l'autre des composantes Zeeman, ce qui facilite la détection de cet effet et la mesure du champ magnétique en Gauss. Pas sur que ce soit immédiatement compréhensible et c'est normal ;-)... peut être que cela ira mieux avec des illustrations. J'ai profité de la présence d'une petite tache sur le disque actuellement (modeste activité). D'abord le montage :

 

_demo_zeeman1.jpg.3149f811821f26c5200c72c48a2efe5e.jpg

 

ensuite la résultat de mesure sur la tache :

 

_demo_zeeman2.jpg.7014caabc7423271b9cfe942e390e7b4.jpg

 

et l'analyse :

 

_demo_zeeman3.jpg.c386c3a222641e57a28022163f86ee6b.jpg

 

On trouve un champ magnétique de l'ordre de 1800 Gauss dans l'ombre de la tache. Pour mémoire, le champ magnétique typique de la Terre est de 0,5 Gauss.

 

Christian Buil 

 

Edited by cbuil
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C’est magnifique!!!!!! J’ai essayé, lors de mes premiers essais sur la même tâche (il y a quelques jours), de détecter l’élargissement sur la raie de Fe à 5250.22, mais aucune modification de la raie n’était visible (bien sûr sans quart d’onde ni polarisant). Ça doit venir du g un peu plus faible qu’à 6300A, mais je me demande jusqu’à quel point l’orientation de la tache (et donc la config moyenne des champs magnétiques locaux) par rapport à la terre n’a pas son importance aussi (limbe vs centre du disque)...

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Bonsoir Christian,

 

Très belle manip !!!! :)

Je me la réserve pour plus tard celle-ci ;)

 

Amicalement.

 

Christophe.

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Excellente manip Christian !!

Cela devient tout de même un peu technique pour moi ;)

 

Xavier

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Voici la mesure effective du champ magnétique sur une partie du disque solaire le 18 juin à partir des éléments précédemment exposés :

 

_magnetogram.jpg.05cd94988c6292e943dece095f241c0f.jpg

 

A gauche on a un extrait d'une image professionnelle du réseau NISP correspondant à la date d'observation. Les détails représentés en noir ou en blanc permettent d'identifier la polarité du champ magnétique (lignes de force du champ magnétique entrant ou sortant de la surface). Sur la partie droite, les données Sol'Ex.  

 

Il est clair que la polarité du champ magnétique est mise en évidence avec notre petit instrument amateur lorsqu'on compare ces documents. C'est une première avec Sol'Ex ! Ceci est rendu possible par l'emploi du polarimètre improvisé que j'ai décrits succinctement ci devant. On est vraiment à la limite des possibilités de Sol'Ex, mais le dernier mot n'est pas dit... Il faut comprendre ici que l'image NISP correspond à une observation qui a duré 10 minutes afin de réduire le bruit. Dans le cas Sol'Ex, je me suis contenté de moyenner 3 scans correspondant à un temps de pose de 3,6 millisecondes chacun. On comprend mieux la performance que représente cette observation Sol'Ex, et la marge de progression.

 

Mais pour cela, il va falloir fortement optimiser le traitement et l'améliorer sur le plan algorithmique. Par exemple, le seul effet Doppler, lié à la rotation du Soleil sur son axe, est du même ordre que l'amplitude de  l'effet Zeeman que l'on cherche à mesurer, ce qui empêche aujourd'hui de réaliser un magnétogramme global du disque.  Mais déjà très content de cette observation, qui n'était vraiment pas acquise avec un instrument aussi compact.

 

Christian Buil

 

Edited by cbuil
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Super manip. Je vient de recevoir mon imprimante 3D je vais commencer l'impression en attendant je fais des photos des taches avec mon matériel photo muni d'un filtre astrosolar.

 

Taches-soleil2.pdf

 

27 mai

 

Edited by Marcel A

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Toujours impressionnant ces manip Christian !  

Le magnétogram en positif négatif se rapproche bien de la version pro, ne manque plus que le mode d'emploi !

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